Development of new method for evaluating the sensitivity of trees to ozone

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K12217
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 伊豆田 猛 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20212946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任准教授 (50612256)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: オゾン / 樹木 / 樹木感受性評価

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、個葉に対する短期的なオゾン暴露実験から、樹木のオゾン感受性を評価する新規手法の開発を目的とした。今回開発したシステムは、樹木の個葉へのオゾン暴露とその純光合成速度および蒸散速度の測定を同時に行える装置であり、ガスポンプ、マスフローコントローラー、オゾン発生器、葉を収納するアクリルチャンバーCO2/H2Oモニターおよびオゾンモニター等から構成されるエアーフロー系と、光合成を行うための光源およびチャンバー冷却装置等から構成される環境制御系によって構成される。2年目となる本年度は、長期暴露実験によって日本の代表的な常緑広葉樹であるスダジイ、シラカシおよびアラカシの光合成におけるオゾン感受性の評価を行った。その結果、シラカシとアラカシの光合成機能に対するオゾンの悪影響は認められなかったが、スダジイにおいてはオゾンによって純光合成速度の低下が引き起こされた。これらの結果は、供試した3樹種のオゾン感受性に樹種間差異があることを示している。長期暴露実験においてオゾン感受性が高かったスダジイとオゾン感受性が低かったシラカシを対象として、初年度に完成させたシステムを用いた個葉に対する短期的なオゾン暴露実験を行った。スダジイの純光合成速度はオゾン暴露開始4時間後から低下し始めたのに対して、シラカシの純光合成速度は5時間後まで低下しなかった。これは長期オゾン暴露実験と同様な傾向であり、個葉に対する数時間程度のオゾン暴露によって樹木の長期的なオゾン暴露に対する感受性を評価することが可能であることを示している。さらに、得られた結果から葉に存在する気孔を介したオゾン吸収量を算出したところ、スダジイはシラカシに比べて多くのオゾンを吸収しており、そのことがスダジイにおける高いオゾン感受性を引き起こす要因として考えられる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Eastern Finland(フィンランド)
  • Country Name: FINLAND
  • Counterpart Institution: University of Eastern Finland
• [Journal Article] Nutrient supply to soil offsets the ozone-induced growth reduction in Fagus crenata seedlings (2017)
  • Author(s): Kinose, Y., Fukamachi, Y., Okabe, S., Hiroshima, H., Watanabe, M. and Izuta, T.
  • Journal Title: Trees (Structure and Function) Volume: 31 Pages: 259-272
  • DOI: 10.1007/s00468-016-1481-7
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Photosynthetic responses to ozone of upper and lower canopy leaves of Fagus crenata Blume seedlings grown under different soil nutrient conditions (2017)
  • Author(s): Kinose, Y., Fukamachi, Y., Okabe, S., Hiroshima, H., Watanabe, M. and Izuta, T.
  • Journal Title: Environmental Pollution Volume: 223 Pages: 213-222
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2017.01.014
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 樹木に対するオゾンの影響 (2016)
  • Author(s): 渡辺 誠, 山口真弘, 伊豆田 猛
  • Journal Title: 大気環境学会誌 Volume: 51 Pages: A67-A75
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Photosynthesis of upper and lower canopy leaves of Siebold's beech under elevated ozone (2017)
  • Author(s): Watanabe M., Kinose Y., Hoshika Y., Koike T and Izuta T.
  • Organizer: XIX International Botanical Congress (IBC2017)
  • Place of Presentation: Henzhen, China
  • Year and Date: 2017-07-23 – 2017-07-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 日本の森林樹種の成長および乾物分配のオゾンに対する応答 (2017)
  • Author(s): 渡辺 誠, 黄瀬佳之, 星加康智, Evgenios Agathokleous, 小池孝良, 松村秀幸, 河野吉久, 伊豆田 猛
  • Organizer: 第128回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2017-03-26 – 2017-03-28
• [Presentation] 養分状態が異なる土壌で育成したブナ苗のCO2固定量に対するオゾンの影響 (2017)
  • Author(s): 黄瀬佳之・伊豆田 猛
  • Organizer: 第128回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2017-03-26 – 2017-03-28
• [Presentation] Nitrogen use efficiency for growth of Fagus crenata seedlings under elevated ozone with different soil nutrient conditions (2016)
  • Author(s): Watanabe, M., Hiroshima, H., Kinose, Y., Okabe, S. and Izuta, T.
  • Organizer: 2nd Asian Air Pollution Workshop
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2016-10-22 – 2016-10-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nutrient supply to soil offsets the ozone-induced reduction in growth of Fagus crenata seedlings (2016)
  • Author(s): Kinose, Y., Okabe, S., Hiroshima, H., Watanabe, M. and Izuta, T.
  • Organizer: 2nd Asian Air Pollution Workshop
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2016-10-22 – 2016-10-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大気環境問題とそれらの植物影響について (2016)
  • Author(s): 伊豆田 猛
  • Organizer: 府中市環境保全活動センター事業(府中かんきょう塾2016)
  • Place of Presentation: 東京農工大学(東京都府中市)
  • Year and Date: 2016-10-08 – 2016-10-08
  • Invited
• [Presentation] 地球のお医者さんに学ぶ, 植物に対する環境ストレスの影響 (2016)
  • Author(s): 伊豆田 猛
  • Organizer: 東京都公園協会 緑と水の市民カレッジ
  • Place of Presentation: 東京都公園協会 緑と水の市民カレッジ(東京都千代田区)
  • Year and Date: 2016-10-01 – 2016-10-01
  • Invited
• [Presentation] 異なる土壌養分条件におけるブナ苗の成長における窒素利用効率に対するオゾンの影響 (2016)
  • Author(s): 渡辺 誠, 廣島ひろか, 黄瀬佳之, 岡部成晃, 伊豆田 猛
  • Organizer: 第57回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2016-09-07 – 2016-09-09
• [Presentation] 養分状態が異なる土壌で育成したブナ苗の上位葉と下位葉の光合成能力に対するオゾンの影響 (2016)
  • Author(s): 黄瀬佳之, 岡部成晃, 廣島ひろか, 渡辺 誠, 伊豆田 猛
  • Organizer: 第57回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2016-09-07 – 2016-09-09
• [Presentation] 異なる土壌養分条件下で育成したブナ苗の植栽土壌における呼吸速度に対するオゾンの影響 (2016)
  • Author(s): 岡部成晃, 黄瀬佳之, 廣島ひろか, 伊豆田 猛, 渡辺 誠
  • Organizer: 第57回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2016-09-07 – 2016-09-09
• [Presentation] 日本の森林構成樹木に対するオゾンと土壌への窒素沈着の影響 (2016)
  • Author(s): 伊豆田 猛
  • Organizer: 日本学術会議公開シンポジウム(気候変動と森林生態系の持続性)
  • Place of Presentation: 日本学術会議(東京都港区)
  • Year and Date: 2016-07-21 – 2016-07-21
  • Invited
• [Book] Air pollution impacts on plant in East Asia (Chapter 5) (2017)
  • Author(s): Watanabe, M., Hoshika, Y., Koike, T. and Izuta, T.
  • Total Pages: 28
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] Air pollution impacts on plant in East Asia (Chapter 6) (2017)
  • Author(s): Watanabe, M., Hoshika, Y., Koike, T. and Izuta, T.
  • Total Pages: 10
  • Publisher: Springer Japan
• [Remarks] 東京農工大学 伊豆田研究室
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~negitoro/
• [Remarks] 東京農工大学 渡辺研究室
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~m_nabe/home.html